САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

Мы приглашаем вас насладиться красками природы, посетив галерею фотографий.

Реклама

комплексные поставки лакокрасочных материалов

лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки

В общем случае концентрация меняется как в пространстве, так и во зремени. Изменение концентрации вещества А во времени в результате молекулярной диффузии описывается вторым за­коном Фика:

При протекании гетерогенного процесса у поверхности разде­ла фаз расходуются исходные реагенты и образуются продукты реакции. Для стационарного протекания процесса необходимо не­прерывное пополнение убыли реагентов у реакционной поверх­ности и удаление от нее образующихся продуктов. Перенос осу­ществляется путем диффузии при наличии перепада концентра­ций. Чем быстрее идет реакция, тем выше должна бьггь скорость диффузии, иначе химическая реакция будет тормозиться диффу­зионными процессами.

Можно считать, что перепад концентраций возникает в так называемом диффузионном подслое, находящемся у поверхности раздела фаз. Внутри этого подслоя перенос вещества осуществля­ется исключительно молекулярной диффузией. Чем меньше тол­щина подслоя δ (м), тем больше коэффициент массоотдачи β (м/с):

• Коэффициент молекулярной диффузии D является функцией молекулярных свойств того вещества, которое диффундирует, и того вещества, в котором происходит диффузия первого. Этот ко­эффициент слабо возрастает с ростом температуры и уменьшает­ся с ростом давления. Чаще всего коэффициент D определяют опыт­ным путем, а также расчетом по эмпирическим или полуэмпири­ческим зависимостям.

3.3. Гетерогенные некаталитические процессы в системе газ — твердое вещество

Гетерогенные процессы в системе газ — твердое вещество (груп­па I) — распространенный вид промышленных химико-техноло­гических процессов. Это процессы обжига различных руд, получе­ния цементного клинкера, поглощения сероводорода оксидом цинка и т.д. Даже внутри этой группы процессов можно различить определенные разновидности гетерогенных процессов. Наиболее общим случаем является гетерогенная реакция, в которой и среди реагентов, и среди продуктов есть и газообразные (г), и твердые (тв) вещества:

где v_A, v_B, v_c, v_P — стехиометрические коэффициенты соответственно веществ А, В, С, Ρ (в общем виде ν,).

К такому типу реакций относится, например, процесс обжига железного (серного) колчедана:

Возможны также реакции, в которых отсутствует или газооб­разный реагент, или твердый продукт и т.п.

Существует ряд упрощенных кинетических моделей, позволя­ющих описать гетерогенные процессы с помощью сравнительно простых уравнений. Наиболее распространенными являются ква­зигомогенная модель и модель с фронтальным перемещением зоны реакции. Коротко рассмотрим эти модели.